(10分)小明、小刚、小敏所在的学习兴趣小组在研究玩具电动机的工作状态时,想描绘出电动机工作时两端电压U和通过电动机线圈的电流I的U– I图线。
实验室备有下列器材:
待测电动机M(额定电流0. 9 A,额定电压4. 0 V )
电流表A1量程5A,内阻约0.1Ω)
电流表A2(量程0.6A,内阻2. 0Ω)
电压表V1(量程4. 5 V,内阻约8 kΩ).
电压表V2(量程3V,内阻约10kΩ)
电阻箱R0 (0~99. 9Ω)
滑动变阻器R1(最大阻值为100 Ω)
滑动变阻器R2(最大阻值为10Ω)
电源E(电动势为6V,内阻很小)
开关S,导线若干
为了达到实验目的且操作方便、并尽可能提高测量精度,他们设计了图甲所示的测量电路图,并让小明先把量程为0. 6A的电流表改装成了量程为l.0A的电流表。
①图甲中电流表应选 ,电压表应选 。滑动变阻器应选 虚线框中的元件是 。(均填器材代号字母)
②实验中,小组同学团结合作、按正确操作完成了实验。小敏根据探测记录,作出了图乙所示的M在不转动和转动两种情形下两端电压U随电流I变化的图线。由图可知,M内部线圈的电阻约为 Ω。(结果保留两位有效数字)
③小刚根据小敏作出的U–I图线对M两端电压数据进行比较。他发现:M两端电压为2. 5 V时通过M的电流,居然小于M两端电压为2.0 V时通过M的电流!出现这一结果的主要原因是: 。
某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点。其相邻点间的距离如图所示,每两个相邻的计数点之间还有4个打印点未画出。
(1)试根据纸带上各个计数点间的距离,计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度,并将各个速度值填入下表要求保留3位有效数字。
(2)将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。
(3)由所画速度—时间图像求出小车加速度为m/s2
(1)在“研究平抛物体的运动”实验中,某同学记录了A、B、C三点,取A点为坐标原点,建立了如图所示的坐标系。平抛轨迹上的这三点坐标值图中已标出。那么小球平抛的初速度
为m/s。(取)
(2)如图所示,在“探究功与物体速度变化的关系”实验中,为了保证橡皮筋做的功等于总功,必须采取的步骤是“平衡摩擦力”。那么,在平衡摩擦力操作时,下列步骤中正确的是()
A.让木板保持水平状态
B.小车运动时,纸带不需要穿过打点计时器
C.是否已经“平衡摩擦力”可以用眼睛目测小车是否做匀速直线运动
D.本操作要让小车在橡皮筋的牵引下运动
(3).在用自由落体运动做“验证机械能守恒定律”实验中,用天平称得重物的质量为,所用电源的频率为50Hz,某同学通过正确的实验操作得到了一条理想的纸带。纸带上打出的点如图所示
(纸带上的O点是第一个打印点,A、B、C、D、E分别是每打两个点的时间作为计时单位取的记数点,图中数据单位为mm),已知当地的重力加速度。选择B点为初始点,D点为终点,则从打下B点到打下D点的过程中,重物的重力势能的减少量为
J;重物动能的增加量为
J(保留三位有效数字);得出的结论是。
如图所示是一个实验装置,光滑斜面上高为h的A处有一个小球由静止滚下,抵达水平面时,立即遇到一系列条形布帘B的阻挡,经过一定位移s后停下.
(1)小球在水平面上运动时,受到布帘阻力的作用而减速直到停止,猜测其位移s可能跟哪些因素有关?它们之间有什么样的数量关系?
(2)以上两表是实验兴趣小组的测量记录,他们是采用什么科学方法来进行研究的?猜测一个可能的关系式(包含三个变量).
(1)_________________________________________、_____________________。
(2)____________________、表一_____________________________、表二_________________________________________。
在做“研究平抛运动”的实验中,为了确定小球在不同时刻在空中所通过的位置,实验时用了如图5-3-12所示的装置.先将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸.将该木板竖直立于水平地面上,使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A;将木板向远离槽口平移距离x,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞在木板上得到痕迹B;又将木板再向远离槽口平移距离x,小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,再得到痕迹C.
若测得木板每次移动距离x=10.00 cm,A、B间距离y1=5.02 cm,B、C间距离y2=14.82 cm.请回答以下问题(g=9.80 m/s2)
(1)为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放?__________.
(2)根据以上直接测量的物理量来求得小球初速度的表达式为v0=__________.(用题中所给字母表示)
(3)小球初速度的值为v0=__________ m/s.
气垫导轨是常用的一种实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦.我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来探究碰撞中的不变量,实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计),采用的实验步骤如下:
a.用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB.
b.调整气垫导轨,使导轨处于水平.
c.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止地放置在气垫导轨上.
d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1.
e.按下电钮放开卡销,同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作.当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时,记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2.
(1)实验中还应测量的物理量是____________________________________________.
(2)利用上述测量的实验数据,得出关系式________成立,即可得出碰撞中守恒的量是mv的矢量和,上式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等,产生误差的原因是__________________________(至少回答1个).